{"id":3186,"date":"2019-01-18T08:12:36","date_gmt":"2019-01-18T07:12:36","guid":{"rendered":"http:\/\/www.nosoinfo.be\/nosoinfos\/?p=3186"},"modified":"2019-02-04T08:22:36","modified_gmt":"2019-02-04T07:22:36","slug":"les-biofilms-en-milieu-hospitalier-quels-sont-les-enjeux-pour-lhygiene-hospitaliere","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.nosoinfo.be\/nosoinfos\/les-biofilms-en-milieu-hospitalier-quels-sont-les-enjeux-pour-lhygiene-hospitaliere\/","title":{"rendered":"Les biofilms en milieu hospitalier : quels sont les enjeux pour l\u2019hygi\u00e8ne hospitali\u00e8re ?"},"content":{"rendered":"

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NDLR M\u00eame si un des auteurs travaille dans le d\u00e9partement R&D d\u2019une soci\u00e9t\u00e9 dont les produits sont d\u00e9velopp\u00e9s sp\u00e9cifiquement pour la\u00a0 <\/span>lutte contre le biofilm, le comit\u00e9 de r\u00e9daction estime que cet article a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit dans un esprit tout \u00e0 fait scientifique<\/em><\/p>\n

Introduction\u00a0 \u00a0<\/span><\/b><\/h2>\n

Dans un rapport r\u00e9cent de l\u2019ECRI Institute (un organisme d\u2019avis am\u00e9ricain ind\u00e9pendant et sans but lucratif) estimant les dix risques les plus graves pour la sant\u00e9 qui sont li\u00e9s aux technologies utilis\u00e9es en m\u00e9decine, le retraitement (lavage, d\u00e9sinfection) des endoscopes apr\u00e8s usage arrive en deuxi\u00e8me position1<\/sup>. C\u2019est un avis qui peut surprendre mais il fait bien \u00e9cho \u00e0 plusieurs publications r\u00e9centes d\u00e9crivant des \u00e9pid\u00e9mies d\u2019infections s\u00e9v\u00e8res transmises par des endoscopes 2\u20134<\/sup>. Et l\u2019usage croissant de ce type d\u2019instrument en m\u00e9decine, dans bon nombre de disciplines (gastro-ent\u00e9rologie, urologie, pneumologie, ORL\u2026), n\u2019est pas \u00e9trang\u00e8re \u00e0 ce message d\u2019alerte.<\/p>\n

La difficult\u00e9 de bien laver et d\u00e9contaminer un endoscope apr\u00e8s usage tient essentiellement \u00e0 leur miniaturisation de plus en plus pouss\u00e9e avec des canaux de plus en plus \u00e9troits par lesquels transitent in\u00e9vitablement, durant l\u2019examen, des liquides biologiques qui forment, \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur de ces canaux des biofilms.<\/p>\n

La notion de biofilm est apparue en m\u00e9decine dans les derni\u00e8res d\u00e9cennies du vingti\u00e8me si\u00e8cle en relation principalement avec les infections constat\u00e9es chez les patients ayant re\u00e7u un implant chirurgical. Les infections sur implant sont insidieuses, lentes \u00e0 s\u2019installer mais surtout extr\u00eamement difficiles, voire impossibles \u00e0 traiter par voie m\u00e9dicamenteuse ; elles induisent dans la majorit\u00e9 des cas une r\u00e9intervention.<\/p>\n

Peu \u00e0 peu la notion de biofilm s\u2019est \u00e9tendue \u00e0 d\u2019autres sph\u00e8res dans le domaine m\u00e9dical (comme la plaque dentaire ou les infections pulmonaires du patient atteint de mucoviscidose). Mais c\u2019est surtout le concept g\u00e9n\u00e9ral de biofilm comme moyen principal de persistance des microorganismes dans la nature qui a \u00e9t\u00e9 \u00e9tabli durant les quinze derni\u00e8res ann\u00e9es.<\/p>\n

Nous allons ici successivement 1) d\u00e9crire ce qu\u2019est un biofilm 2) identifier les probl\u00e8mes qu\u2019il peut poser en m\u00e9decine et 3) \u00e9valuer les principales approches permettant de lutter contre lui.\u00a0<\/span><\/p>\n

Le biofilm \u2013 D\u00e9finition et processus de d\u00e9veloppement<\/b><\/h2>\n

Dans la nature, environ 90 % des bact\u00e9ries adoptent un mode de vie en biofilm 5<\/sup>. Les biofilms sont des communaut\u00e9s de microorganismes, compos\u00e9es de bact\u00e9ries et\/ou moisissures de diverses esp\u00e8ces, se d\u00e9veloppant sur des surfaces. La croissance d\u2019un biofilm est un processus qui comporte 4 \u00e9tapes cl\u00e9s 6<\/sup>.<\/p>\n

1. Phase d\u2019adh\u00e9sion.<\/b><\/p>\n

Dans la nature, tout liquide en contact avec une surface inerte (un galet dans la rivi\u00e8re comme l\u2019\u00e9mail dentaire dans la bouche\u2026) va entra\u00eener le d\u00e9p\u00f4t \u00e0 la surface du corps de mol\u00e9cules ou de micro-organismes qu\u2019il contient. C\u2019est un simple ph\u00e9nom\u00e8ne d\u2019adsorption guid\u00e9 principalement par les propri\u00e9t\u00e9s d\u2019hydrophobicit\u00e9. Les forces qui agissent sont faibles et le ph\u00e9nom\u00e8ne est r\u00e9versible \u00e0 ce stade (voir Figure 1 A).<\/p>\n

Les mol\u00e9cules adsorb\u00e9es \u00e0 la surface (en particulier les prot\u00e9ines) peuvent cependant pr\u00e9senter des structures qui peuvent devenir des cibles sp\u00e9cifiques de fixation pour certaines bact\u00e9ries (pas toutes) qui poss\u00e8dent des adh\u00e9sines de surfaces. Une fois la fixation de ces adh\u00e9sines sur leur cible \u00e9tablie le lien devient beaucoup plus stable. On sait par exemple que les nombreuses mol\u00e9cules du sang et des s\u00e9rosit\u00e9s (fibrinog\u00e8ne, fibronectine, vitronectine, etc\u2026) qui se d\u00e9posent, d\u00e8s le temps op\u00e9ratoire, sur un implant qu\u2019un chirurgien est en train de placer, pr\u00e9sentent des \u00e9pitopes reconnus de fa\u00e7on privil\u00e9gi\u00e9e par les staphylocoques qui poss\u00e8de, par exemple, une prot\u00e9ine de surface SdrG capable d\u2019\u00e9tablir des liens covalents forts avec le fibrinog\u00e8ne 7<\/sup>. La force entre SdrG et le fibrinog\u00e8ne est particuli\u00e8rement intense, 40 fois sup\u00e9rieure \u00e0 une interaction hydrophobe classique (2 nN versus 50 pN) 8<\/sup>. Un lien direct entre l\u2019abondance de SdrG \u00e0 la surface de S. epidermidis<\/i> et la capacit\u00e9 des souches de cette esp\u00e8ce \u00e0 adh\u00e9rer sur des surfaces recouvertes de fibrinog\u00e8ne a pu \u00eatre d\u00e9montr\u00e9 9<\/sup>.\u00a0 <\/span>La nature physico-chimique et la topographie de la surface rencontr\u00e9e par les micro-organismes jouent donc un r\u00f4le cl\u00e9 dans l\u2019adh\u00e9rence finale de ces derniers. En particulier, les surfaces microstructur\u00e9es ou pr\u00e9sentant des d\u00e9fauts structurels permettent un meilleur ancrage des bact\u00e9ries car l\u2019aire d\u2019interaction est plus \u00e9lev\u00e9e et les micro-organismes sont prot\u00e9g\u00e9s contre les forces de cisaillement du liquide 10,11<\/sup>.<\/p>\n

2. Multiplication et construction de la matrice du biofilm.<\/b><\/p>\n

D\u00e8s que les conditions environnementales le permettent (temp\u00e9rature, humidit\u00e9, \u00e9l\u00e9ments nutritifs\u2026) les bact\u00e9ries se multiplient et forment des micro-colonies (voir Figure 1 B) 12<\/sup>. Un avantage majeur est conf\u00e9r\u00e9 alors aux bact\u00e9ries qui ont la propri\u00e9t\u00e9 d\u2019excr\u00e9ter une matrice protectrice compos\u00e9e de divers polym\u00e8res extracellulaires (EPS). Cette derni\u00e8re comprend notamment surtout des polysaccharides mais aussi des prot\u00e9ines, de l\u2019ADN et des lipides. La matrice d\u2019EPS devient alors un composant cl\u00e9 des micro-colonies 13<\/sup>. En effet, son r\u00f4le lors de la phase d\u2019accumulation du biofilm est d\u2019assurer la coh\u00e9sion entre les bact\u00e9ries qui forment les micro-colonies et de les prot\u00e9ger contre les menaces de l\u2019environnement ext\u00e9rieur, comme, par exemple, les antibiotiques 14<\/sup> ou les d\u00e9sinfectants 15<\/sup>.\u00a0<\/span><\/p>\n

3. Maturation.\u00a0<\/span><\/b><\/p>\n

La troisi\u00e8me phase, la maturation (voir Figure 1 C), est enclench\u00e9e lorsque les micro-colonies atteignent une quantit\u00e9 de biomasse qui g\u00e9n\u00e8re une h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9 importante au sein du biofilm 16<\/sup>. En effet, la matrice d\u2019EPS limite la diffusion des nutriments et des d\u00e9chets m\u00e9taboliques ainsi que la circulation des gaz dans le biofilm (notamment de l\u2019oxyg\u00e8ne et l\u2019oxyde nitrique) 17<\/sup>, cr\u00e9ant ainsi une multitude de micro-environnements \u00e0 l\u2019int\u00e9rieur du biofilm. Les bact\u00e9ries r\u00e9agissent \u00e0 ces conditions changeantes en adaptant leur m\u00e9tabolisme, par exemple, en passant de la respiration \u00e0 la fermentation en cas de limitation d\u2019oxyg\u00e8ne 18<\/sup>. C\u2019est dans ces conditions h\u00e9t\u00e9rog\u00e8nes que se d\u00e9veloppent les bact\u00e9ries dites \u00ab persistantes \u00bb qui affichent une tol\u00e9rance tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e aux d\u00e9sinfectants et antibiotiques.<\/p>\n

4. Dispersion.<\/b><\/p>\n

Enfin, \u00e0 partir d\u2019un certain stade de maturit\u00e9, le biofilm entre dans une phase de dispersion 19<\/sup>. Les micro-organismes qui composent le biofilm mature sont continuellement rel\u00e2ch\u00e9s vers l\u2019environnement ext\u00e9rieur (voir Figure 1 D). Ce processus est d\u00e9clench\u00e9 de mani\u00e8re contr\u00f4l\u00e9e par l\u2019excr\u00e9tion d\u2019enzymes ou de peptides capables de d\u00e9stabiliser la matrice d\u2019EPS 20<\/sup>. Les bact\u00e9ries sont ainsi lib\u00e9r\u00e9es de la structure du biofilm pour coloniser une nouvelle niche \u00e9cologique, sur une autre surface favorable \u00e0 la compl\u00e9tion d\u2019un nouveau cycle de vie sous la forme d\u2019un biofilm 21,22<\/sup>.\u00a0<\/span><\/p>\n

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Figure 1 \u2013 Les quatre stades de d\u00e9veloppement du biofilm, repr\u00e9sent\u00e9s de gauche \u00e0 droite.
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La matrice d\u2019EPS est pr\u00e9sent\u00e9e en vert, les bact\u00e9ries en orange. A \u2013 Adh\u00e9sion de bact\u00e9ries planctoniques, d\u2019abord de mani\u00e8re r\u00e9versible, puis irr\u00e9versible. B \u2013 Accumulation de biomasse pour former des microcolonies. C \u2013 Maturation du biofilm. La structure prend sa forme 3-D complexe et les h\u00e9t\u00e9rog\u00e9n\u00e9it\u00e9s apparaissent au sein du biofilm. D \u2013 Dispersion, le biofilm rel\u00e2che, de mani\u00e8re partiellement contr\u00f4l\u00e9e, des bact\u00e9ries dans l\u2019environnement. Ces derni\u00e8res peuvent recoloniser de nouvelles surfaces pour recommencer un cycle.<\/p>\n

Les multiples r\u00f4les de la matrice d\u2019EPS<\/b><\/h2>\n

La composition de la matrice d\u2019EPS peut varier grandement en fonction des esp\u00e8ces qui composent le biofilm. Dans les biofilms de S. epidermidis<\/i>, le polym\u00e8re dominant est souvent le poly-N-ac\u00e9tylglucosamine (PNAG) 23<\/sup> mais certaines souches incapables de produire le PNAG contrebalancent par une surexpression des prot\u00e9ines extracellulaires 24,25.<\/sup> Pour Pseudomonas aeruginosa<\/i>, la matrice contient une majorit\u00e9 de polysaccharides de type alginate, les polym\u00e8res Pel et Psl 26<\/sup>. L\u2019ADN extracellulaire, aussi surnomm\u00e9 ADNe, est \u00e9galement un \u00e9l\u00e9ment important de la matrice des biofilms, notamment chez Bacillus<\/i> cereus<\/i> 27<\/sup>. Les longues cha\u00eenes de nucl\u00e9otides jouent un r\u00f4le de ciment du biofilm 28<\/sup>.\u00a0 <\/span>L\u2019interaction des divers EPS \u00e0 travers divers types de forces (Van der Waals, \u00e9lectrostatique et ponts hydrog\u00e8nes), apporte des propri\u00e9t\u00e9s coh\u00e9sives qui maintiennent les bact\u00e9ries au sein du biofilm, connect\u00e9es les unes aux autres. Cette fonction est primordiale pour maintenir l\u2019int\u00e9grit\u00e9 du biofilm et faire face \u00e0 des forces ext\u00e9rieures qui pourraient compromettre la p\u00e9rennit\u00e9 d\u2019un biofilm sur la surface qu\u2019il a colonis\u00e9e 13<\/sup>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Au-del\u00e0 de ce simple r\u00f4le m\u00e9canique de coh\u00e9sion, la matrice du biofilm repr\u00e9sente un r\u00e9servoir de nutriments et, de par sa nature hygroscopique, elle permet de conserver l\u2019eau n\u00e9cessaire \u00e0 la croissance bact\u00e9rienne 13<\/sup>. Les biofilms sont un mode de vie souvent adopt\u00e9 par les bact\u00e9ries dans des situations stressantes comme une forme de protection. La capacit\u00e9 de la matrice du biofilm \u00e0 adsorber et retenir les substances nutritives et l\u2019eau permet aux bact\u00e9ries dans un biofilm de continuer \u00e0 cro\u00eetre lorsque les conditions sont moins favorables. La matrice joue \u00e9galement un r\u00f4le de barri\u00e8re protectrice pour les bact\u00e9ries du biofilm. En effet, les EPS forment un r\u00e9seau dense de polym\u00e8res qui limite fortement la p\u00e9n\u00e9tration des pr\u00e9dateurs (macrophages, protozoaires, virus) dans le biofilm et par cons\u00e9quent prot\u00e8ge les bact\u00e9ries qui y r\u00e9sident 21<\/sup>. Enfin, elle favorise les m\u00e9canismes de communication entre les bact\u00e9ries, un ph\u00e9nom\u00e8ne appel\u00e9 quorum sensing<\/i>. Ce syst\u00e8me se base sur la d\u00e9tection de peptides signaux \u00e9mis par les bact\u00e9ries elles-m\u00eames pour reconna\u00eetre leurs pairs et r\u00e9guler leur comportement en fonction de la densit\u00e9 de leur population 29<\/sup>. Dans le cas du biofilm, la population bact\u00e9rienne est dense et la matrice pi\u00e8ge les peptides signaux dans des espaces confin\u00e9s. En cons\u00e9quence, les seuils de ces mol\u00e9cules signal, par exemple des peptides cycliques ou des homos\u00e9rines lactones, sont plus rapidement atteints. Par ce biais, les bact\u00e9ries sont capables de coop\u00e9rer et de s\u2019organiser pour r\u00e9agir face aux changements dans leur environnement 30<\/sup>. \u00a0<\/span><\/p>\n

Les biofilms et le transfert horizontal de g\u00e8nes (THG)<\/b><\/h2>\n

La proximit\u00e9 des micro-organismes et la stabilit\u00e9 de l\u2019environnement au sein des biofilms favorisent les \u00e9changes g\u00e9n\u00e9tiques 31<\/sup>. A cet \u00e9gard, les microorganismes commensaux (non pathog\u00e8nes) et pathog\u00e8nes peuvent s\u2019\u00e9changer du contenu g\u00e9n\u00e9tique par plusieurs moyens : l\u2019\u00e9change direct de mat\u00e9riel g\u00e9n\u00e9tique (conjugaison), l\u2019absorption de mat\u00e9riel g\u00e9n\u00e9tique externe (transformation) ou la modification de l\u2019ADN par infection d\u2019un virus (transduction).\u00a0<\/span><\/p>\n

Ces \u00e9changes g\u00e9n\u00e9tiques deviennent critiques lorsqu\u2019ils concernent les g\u00e8nes de r\u00e9sistance aux antibiotiques (par exemple la r\u00e9sistance aux carbap\u00e9n\u00e8mes 32<\/sup> ou \u00e0 la vancomycine 33<\/sup>) ou encore de g\u00e8nes qui codent pour des facteurs de virulence. Dans ce cas, le biofilm devient un v\u00e9ritable forum d\u2019\u00e9change dans lequel les bact\u00e9ries augmentent leur potentiel de persistance et de pathog\u00e9nicit\u00e9.\u00a0 \u00a0<\/span><\/p>\n

Les biofilms dans le milieu m\u00e9dical<\/b><\/h2>\n

La pr\u00e9occupation principale des h\u00f4pitaux en regard des biofilms est directement li\u00e9e \u00e0 leur implication dans diverses pathologies infectieuses. Depuis les travaux pionniers de William Costerton dans les ann\u00e9es 1980, une litt\u00e9rature abondante documente la probl\u00e9matique des infections \u00e0 biofilms 34\u201337<\/sup>. Plusieurs cat\u00e9gories sont fr\u00e9quemment mentionn\u00e9es. Dans la premi\u00e8re cat\u00e9gorie, on retrouve les infections sur la partie du corps du patient ayant subi un acte de chirurgie invasive 38<\/sup>. Une contamination provenant de l\u2019air, d\u2019un contact avec une partie corporelle d\u2019un membre du staff m\u00e9dical ou encore par un dispositif m\u00e9dical n\u2019ayant pas subi une st\u00e9rilisation ou d\u00e9sinfection ad\u00e9quate. Ensuite, deux cat\u00e9gories d\u2019infections caus\u00e9es par des biofilms sont intimement li\u00e9es aux implants, il s\u2019agit des infections sur les cath\u00e9ters de veine centrale et sur les cath\u00e9ters urinaires 39<\/sup>. La r\u00e9sistance des biofilms aux traitements antibiotiques complexifie le traitement des patients souffrant de telles affections 40<\/sup>. Il est fr\u00e9quent de devoir proc\u00e9der au retrait du dispositif infect\u00e9. De mani\u00e8re plus g\u00e9n\u00e9rale, tout mat\u00e9riel implant\u00e9 est susceptible de servir de base pour le d\u00e9veloppement d\u2019un biofilm si les conditions d\u2019hygi\u00e8ne lors de l\u2019op\u00e9ration ne sont pas optimales.<\/p>\n

Les biofilms, une source d\u2019infection nosocomiale ?<\/b><\/h2>\n

Si l\u2019implication directe des biofilms dans de nombreux processus infectieux n\u2019est plus \u00e0 d\u00e9montrer, leur impact indirect sur la transmission de germes pathog\u00e8nes reste largement sous-estim\u00e9. L\u2019environnement hospitalier n\u2019\u00e9chappe cependant pas \u00e0 la colonisation par des biofilms bact\u00e9riens qui repr\u00e9sentent des r\u00e9servoirs id\u00e9aux pour les micro-organismes. Ces r\u00e9servoirs s\u2019int\u00e8grent dans un cycle de contamination 41<\/sup> qui inclut les patients, les agents causaux (micro-organismes) et des vecteurs tels que l\u2019air, l\u2019eau 42<\/sup>, le staff m\u00e9dical, les insectes 43<\/sup>, ou les dispositifs m\u00e9dicaux 44<\/sup>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Plusieurs \u00e9tudes rapportent la pr\u00e9sence de biofilms sur des surfaces dans les h\u00f4pitaux. Une \u00e9tude r\u00e9alis\u00e9e dans une unit\u00e9 de soins intensifs d\u2019un h\u00f4pital australien a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 la pr\u00e9sence de souches de Staphylcoccus aureus<\/i> r\u00e9sistant \u00e0 la m\u00e9thicilline (MRSA) et d\u2019Ent\u00e9rocoques r\u00e9sistant \u00e0 la vancomycine (VRE) sous la forme de biofilms apr\u00e8s nettoyage. En particulier, les parois de seaux suppos\u00e9ment st\u00e9riles, le tissu de tenture ou encore la surface d\u2019une porte en plastique ont \u00e9t\u00e9 test\u00e9es positives 45<\/sup>. Le cas d\u2019Acinetobacter baumannii<\/i> est \u00e9galement interpellant. En effet, de nombreuses sources rapportent que la fr\u00e9quence des infections caus\u00e9es par cette esp\u00e8ce est en augmentation, probablement \u00e0 cause de la persistance accrue de ce pathog\u00e8ne sur les surfaces inertes 46\u201348<\/sup>. Par ailleurs, A. baumannii<\/i> est capable de se d\u00e9velopper sous la forme de biofilms sur divers types de surfaces inertes (verre, acier inoxydable, et plusieurs types de plastiques). Les biofilms d\u2019A. baumannii<\/i> sont suspect\u00e9s de jouer un r\u00f4le crucial dans l\u2019acquisition d\u2019infections (notamment urinaires et circulatoires) et l\u2019apparition d\u2019outbreaks au sein des \u00e9tablissement de soins 47,48<\/sup>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Le r\u00e9seau de distribution d\u2019eau d\u2019un h\u00f4pital repr\u00e9sente \u00e9galement une source de contamination microbiologique non n\u00e9gligeable, le plus souvent avec des bact\u00e9ries des genres Pseudomonas spp.<\/i> et Legionella spp <\/i>49<\/sup>. En 2012, huit patients d\u2019un h\u00f4pital du Wisconsin ont contract\u00e9 la l\u00e9gionellose en une p\u00e9riode de temps assez courte (15 jours) apr\u00e8s leur passage dans l\u2019h\u00f4pital. L\u2019investigation environnementale men\u00e9e pour d\u00e9tecter la source de la contamination a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que les surfaces d\u2019une fontaine d\u2019eau d\u00e9corative \u00e9taient largement colonis\u00e9es par des bact\u00e9ries du genre Legionella<\/i> jusqu\u2019\u00e0 des niveaux exc\u00e9dant les 100.000 CFU\/\u00e9chantillon de surface. Une analyse plus approfondie a confirm\u00e9 la pr\u00e9sence de biofilm sur plusieurs composants de la fontaine 50<\/sup>. Dans un autre h\u00f4pital en Irlande du Nord, la pr\u00e9sence extensive de biofilms de P. aeruginosa<\/i> a \u00e9t\u00e9 identifi\u00e9e sur la surface des robinets d\u2019eau de distribution d\u2019un d\u00e9partement de p\u00e9diatrie n\u00e9onatale. Ces biofilms repr\u00e9sentent la source la plus probable de nombreux cas d\u2019infections de nourrissons par P. aeruginosa<\/i>, dont 4 ont \u00e9t\u00e9 fatales 51<\/sup>. Ces deux exemples d\u00e9montrent le r\u00f4le cl\u00e9 que joue le biofilm dans la persistance des bact\u00e9ries pathog\u00e8nes dans le r\u00e9seau de distribution d\u2019eau. En contact avec un biofilm, l\u2019eau agit comme un vecteur important pour le transport et la transmission des germes vers le patient 42,52<\/sup>.<\/p>\n

Les dispositifs m\u00e9dicaux peuvent, eux aussi, \u00eatre sujets \u00e0 la contamination par des biofilms. Les standards actuels de nettoyage et de d\u00e9sinfection de haut niveau peuvent, m\u00eame lorsque les recommandations sont scrupuleusement suivies, ne pas parvenir \u00e0 \u00e9liminer compl\u00e8tement les biofilms. Ces biofilms ancr\u00e9s \u00e0 la surface des dispositifs m\u00e9dicaux deviennent alors des vecteurs de diss\u00e9mination de micro-organismes potentiellement pathog\u00e8nes. Par exemple, les tubes endotrach\u00e9aux utilis\u00e9s pour assister la respiration des patients ont \u00e9t\u00e9 incrimin\u00e9s pour la transmission de pathog\u00e8nes responsables de pneumonies s\u00e9v\u00e8res, dites associ\u00e9es au ventilateur. Dans une majorit\u00e9 des cas, les germes causatifs des pneumonies contract\u00e9es par les patients ont \u00e9t\u00e9 retrouv\u00e9s en biofilm sur les parois des tubes 53,54<\/sup>. Une \u00e9tude r\u00e9cente a d\u00e9montr\u00e9 que les biofilms qui contaminent ces tubes sont multi-esp\u00e8ces, incluant des pathog\u00e8nes reconnus comme P. aeruginosa<\/i>, E. coli<\/i>, K. pneumoniae<\/i> mais \u00e9galement des esp\u00e8ces microbiennes dont la niche principale est la bouche. Ces derni\u00e8res sont pr\u00e9sum\u00e9es ne pas jouer un r\u00f4le direct dans la pathogen\u00e8se mais agissent plut\u00f4t comme initiateurs de la formation d\u2019un biofilm susceptible d\u2019abriter les pathog\u00e8nes susmentionn\u00e9s 55<\/sup>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Les biofilms sur les surfaces et les dispositifs m\u00e9dicaux non-implantables constituent d\u2019importants r\u00e9servoirs de pathog\u00e8nes et pathog\u00e8nes opportunistes, montrant une r\u00e9silience accrue. Bien que le lien entre ces biofilms et les maladies nosocomiales soit moins bien document\u00e9, une approche globale de pr\u00e9vention devrait inclure les biofilms comme un maillon de la diss\u00e9mination et de la persistance des germes dans l\u2019environnement hospitalier.<\/p>\n

Le cas particulier des endoscopes dans la transmission de pathog\u00e8nes de patients en patients<\/b><\/h2>\n

Parmi les dispositifs m\u00e9dicaux, les endoscopes attirent particuli\u00e8rement l\u2019attention de la communaut\u00e9 m\u00e9dicale et scientifique. Les \u00ab outbreaks \u00bb associ\u00e9s \u00e0 l\u2019utilisation d\u2019endoscopes ne font plus figure d\u2019exception, les cas d\u2019infections qui ont pu \u00eatre li\u00e9s \u00e0 l\u2019utilisation d\u2019endoscopes sont de plus en plus nombreux 56<\/sup>. Les Centers for Disease Control (CDC) aux USA indiquent, dans les recommandations de 2008, que les endoscopes sont responsables de plus d\u2019\u00ab outbreaks \u00bb d\u2019infections en milieu hospitalier que tous les autres dispositifs m\u00e9dicaux 57<\/sup>. Ce constat a \u00e9t\u00e9 r\u00e9it\u00e9r\u00e9 dans les \u00ab Multisociety guidelines on endoscope reprocessing \u00bb en 2016 58<\/sup>.<\/p>\n

La formation de biofilms dans les lumens de ces instruments favorise grandement la persistance des pathog\u00e8nes comme Klebsiella spp<\/i>. et E. coli<\/i> dans les gastroscopes, duod\u00e9noscopes et colonoscopes ainsi que de P. aeruginosa<\/i> dans les bronchoscopes 59,60<\/sup>. Les standards de d\u00e9sinfection actuels pourraient se r\u00e9v\u00e9ler insuffisants pour \u00e9liminer compl\u00e8tement les biofilms, laissant ainsi place \u00e0 l\u2019accumulation de biomasse bact\u00e9rienne. Au cours des cycles d\u2019utilisation et de nettoyage et d\u00e9sinfection, le biofilm pr\u00e9sent dans les endoscopes se d\u00e9veloppe sous une forme appel\u00e9e \u00ab Buildup Biofilm \u00bb, connue pour exhiber une tol\u00e9rance accrue \u00e0 la chimie utilis\u00e9e pour d\u00e9sinfecter les endoscopes. Dans une \u00e9tude datant de 2009, le Dr. M. Alfa d\u00e9montrait d\u00e9j\u00e0 l\u2019abondance de cette forme incrust\u00e9e de biofilm, r\u00e9sistante \u00e0 la d\u00e9sinfection, qui s\u2019accro\u00eet de cycle en cycle dans un mod\u00e8le in vitro 61<\/sup>. La difficult\u00e9 majeure rencontr\u00e9e par les \u00e9quipes responsables de la d\u00e9sinfection des endoscopes est le manque de moyen pour \u00e9tablir un diagnostic fiable de la propret\u00e9 microbiologique des dispositifs pr\u00eats \u00e0 l\u2019emploi 56<\/sup>. En particulier, les m\u00e9thodes actuelles de v\u00e9rification de la contamination microbiologique des endoscopes ne sont pas adapt\u00e9es pour mettre en \u00e9vidence la pr\u00e9sence de ce type de biofilms tr\u00e8s incrust\u00e9s et r\u00e9sistants tels que le \u00ab Buildup biofilm \u00bb. En effet, le pr\u00e9l\u00e8vement par solution st\u00e9rile, actuellement consid\u00e9r\u00e9 comme une des m\u00e9thodes de r\u00e9f\u00e9rence 62<\/sup>, ne collecte qu\u2019une partie du biofilm qui se d\u00e9croche sous l\u2019influence des forces de cisaillement de la solution st\u00e9rile dans le lumen de l\u2019endoscope. Ce protocole de r\u00e9f\u00e9rence actuel ne permet donc pas de mesurer l\u2019\u00e9tat r\u00e9el de contamination microbiologique des endoscopes mais a tendance \u00e0 la sous-estimer. \u00a0<\/span><\/p>\n

Encore r\u00e9cemment, deux cas mortels d\u2019infection par des ent\u00e9robact\u00e9ries r\u00e9sistantes aux carbap\u00e9n\u00e8mes (ERC) ont \u00e9t\u00e9 li\u00e9s \u00e0 l\u2019utilisation de duod\u00e9noscopes dans deux h\u00f4pitaux de Los Angeles. Ces incidents confirment la n\u00e9cessit\u00e9 de prendre en compte la complexit\u00e9 des formes de contamination microbienne dans les endoscopes et d\u2019adapter les standards de nettoyage et de d\u00e9sinfection en fonction.\u00a0<\/span><\/p>\n

Quelles strat\u00e9gies pour ma\u00eetriser la contamination par des biofilms ?<\/b><\/h2>\n

Lors de cette derni\u00e8re d\u00e9cennie, la prise de conscience des risques associ\u00e9s \u00e0 la pr\u00e9sence de biofilm sur les surfaces hospitali\u00e8res et sur les dispositifs m\u00e9dicaux a catalys\u00e9 le d\u00e9veloppement de solutions adapt\u00e9es \u00e0 ce probl\u00e8me. La tendance principale, largement suivie, est d\u2019insister sur une \u00e9tape de nettoyage en profondeur avant d\u2019appliquer des d\u00e9sinfectants, dont l\u2019efficacit\u00e9 contre les biofilms est limit\u00e9e 63,64<\/sup>. Dans certains cas, les formulations nettoyantes combin\u00e9es \u00e0 un d\u00e9sinfectant, par exemple \u00e0 base d\u2019acide perac\u00e9tique, ont un effet ind\u00e9sirable en fixant le biofilm et la mati\u00e8re organique sur la surface \u00e0 nettoyer 65<\/sup>. La fixation des contaminations sur des surfaces compromet l\u2019efficacit\u00e9 du d\u00e9sinfectant en limitant son acc\u00e8s aux micro-organismes 66<\/sup>. De nombreuses \u00e9tudes relatent le d\u00e9veloppement de mol\u00e9cules poss\u00e9dant un pouvoir d\u00e9sinfectant sup\u00e9rieur contre les bact\u00e9ries en biofilm. En particulier, des am\u00e9liorations significatives ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9alis\u00e9es au niveau de la p\u00e9n\u00e9tration des mol\u00e9cules biocides au c\u0153ur des biofilms, par exemple via leur encapsulation dans des nanoparticules 67<\/sup>. Ces derni\u00e8res ont une charge neutre et un pouvoir de diffusion significativement plus \u00e9lev\u00e9 \u00e0 travers le r\u00e9seau de polym\u00e8res de la matrice des biofilms bact\u00e9riens.\u00a0 <\/span>Des approches combinatoires, m\u00ealant plusieurs principes actifs avec un effet anti-biofilm et\/ou anti-bact\u00e9rien ont \u00e9galement montr\u00e9 des r\u00e9sultats prometteurs 68<\/sup>.\u00a0<\/span><\/p>\n

Malgr\u00e9 l\u2019am\u00e9lioration des formules d\u00e9sinfectantes, il est commun\u00e9ment admis qu\u2019une \u00e9tape de nettoyage efficace est le meilleur\u00a0 <\/span>moyen de d\u00e9grader la mati\u00e8re organique incrust\u00e9e et d\u2019exposer les micro-organismes au d\u00e9sinfectant de mani\u00e8re optimale 69<\/sup>. Certaines formulations d\u00e9tergentes \u00e0 base d\u2019enzymes r\u00e9pondent \u00e0 ce crit\u00e8re en s\u2019attaquant aux composants de la matrice extracellulaire des biofilms, provoquant une dissolution massive des biofilms. Des r\u00e9sultats r\u00e9cents de OneLife montrent la valeur ajout\u00e9e des complexes multi-enzymatiques sp\u00e9cifiques pour assurer une \u00e9limination efficace des biofilms en comparaison avec d\u2019autres d\u00e9tergents (enzymatiques ou non). \u00a0<\/span><\/p>\n

Sur des mod\u00e8les de biofilms \u00e9tablis en laboratoire \u00e0 partir de souches bact\u00e9riennes pathog\u00e8nes isol\u00e9es aux Cliniques universitaires Saint-Luc (voir Tableau 1), la performance, en termes d\u2019\u00e9limination des biofilms, de plusieurs d\u00e9tergents (voir Tableau 2) a \u00e9t\u00e9 \u00e9valu\u00e9es. Bri\u00e8vement, les biofilms sont expos\u00e9s durant 60 minutes \u00e0 un d\u00e9tergent dos\u00e9 selon les recommandations du fabricant dans une eau \u00e0 40\u00b0C sans agitation ni action m\u00e9canique. La biomasse r\u00e9siduelle des biofilms est alors quantifi\u00e9e par coloration et le pourcentage d\u2019\u00e9limination du biofilm par rapport \u00e0 un contr\u00f4le non-trait\u00e9 est \u00e9tabli. Ces r\u00e9sultats, publi\u00e9s dans la revue Central Service en 2017, d\u00e9montrent le spectre d\u2019action large et l\u2019efficacit\u00e9 sup\u00e9rieure du d\u00e9tergent multi-enzymatique de OneLife \u00a0au regard de produits concurrents (voir Figure 1).
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Tableau 1 \u2013 Souches employ\u00e9es pour constituer des biofilms en laboratoire<\/i>
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Tableau 2 \u2013 Description des diff\u00e9rents d\u00e9tergents utilis\u00e9s\u00a0<\/i><\/p>\n

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Figure 1 \u2013 Pourcentages d\u2019\u00e9limination des biofilms constitu\u00e9s en laboratoire par les diff\u00e9rents d\u00e9tergents<\/i><\/p>\n

Chaque forme g\u00e9om\u00e9trique est associ\u00e9 \u00e0 une esp\u00e8ce bact\u00e9rienne et chaque couleur \u00e0 un type d\u2019isolat : vert = isolat de r\u00e9f\u00e9rence (laboratoire) ; bleu et rouge : isolats cliniques. Les barres horizontales repr\u00e9sentent les moyennes globales pour les 15 souches par d\u00e9tergent avec les intervalles de confiance \u00e0 95%.<\/p>\n

Les d\u00e9tergents OneLife ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 test\u00e9s en conditions r\u00e9elles pour le nettoyage manuel des endoscopes flexibles au CHU de Li\u00e8ge. L\u2019enziMed\u00ae Prevent, d\u00e9tergent destin\u00e9 au nettoyage quotidien et en routine des endoscopes apr\u00e8s chaque proc\u00e9dure, a \u00e9t\u00e9 compar\u00e9 \u00e0 un d\u00e9tergent concurrent (non-enzymatique, pr\u00e9-d\u00e9sinfectant) au moyen d\u2019une analyse de propret\u00e9 avant\/apr\u00e8s nettoyage manuel des endoscopes \u00e0 l\u2019aide de la technique de l\u2019ATP (mesure du niveau de souillure global). Les r\u00e9sultats qui seront publi\u00e9s dans les semaines \u00e0 venir, r\u00e9v\u00e8lent que l\u2019utilisation de l\u2019enziMed\u00ae Prevent apporte une plus-value \u00e0 l\u2019efficacit\u00e9 du nettoyage manuel, permettant d\u2019arriver \u00e0 un niveau de propret\u00e9 sup\u00e9rieur avant l\u2019\u00e9tape de d\u00e9sinfection chimique des appareils \u00e0 l\u2019acide perac\u00e9tique (voir Figure 2). Il est maintenant commun\u00e9ment admis que la d\u00e9sinfection chimique ne peut \u00eatre efficace \u00e0 100% que si elle est r\u00e9alis\u00e9e sur un dispositif m\u00e9dical propre. Tout r\u00e9sidu de souillure peut interf\u00e9rer avec la d\u00e9sinfection chimique et poser le risque de la pr\u00e9sence microbiologique dans l\u2019endoscope apr\u00e8s d\u00e9sinfection.\u00a0<\/span><\/p>\n

Figure 2 \u2013 Pourcentage d\u2019endoscopes pr\u00e9sentant un niveau de propret\u00e9 satisfaisante (seuil de 50 RLU) apr\u00e8s nettoyage manuel avec l\u2019enziMed Prevent ou le d\u00e9tergent concurrent en fonction du type d\u2019appareil. Les p-valeurs des tests de Chi-carr\u00e9 de comparaison sont indiqu\u00e9s au-dessus des histogrammes.
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L\u2019enziQure\u00ae, un d\u00e9tergent \u00e0 vocation curative, a lui aussi \u00e9t\u00e9 test\u00e9 dans plusieurs dizaines de centres hospitaliers en Belgique et en France ayant identifi\u00e9 une contamination microbiologique persistante au sein d\u2019un ou plusieurs de leurs endoscopes. Au moyen d\u2019un protocole de nettoyage renforc\u00e9 incluant l\u2019enziQure\u00ae (60 min de trempage avec 3 \u00e9tapes de brossage) suivi d\u2019une d\u00e9sinfection habituelle en auto-laveur, plus de 90% des endoscopes trait\u00e9s ont pu \u00eatre ramen\u00e9s \u00e0 un niveau de propret\u00e9 microbiologique satisfaisante (selon les recommandations de qualit\u00e9 fran\u00e7aises de 2017). \u00a0<\/span><\/p>\n

Conclusions<\/b><\/h2>\n

Les biofilms bact\u00e9riens sont le r\u00e9sultat de l\u2019\u00e9volution qui tend \u00e0 favoriser les modes de vies r\u00e9silients, r\u00e9sistants \u00e0 de fortes pressions de l\u2019environnement. Les biofilms repr\u00e9sentent 90% du mode de vie bact\u00e9rien dans la nature et colonisent l\u2019environnement hospitalier, sur des surfaces inertes, dans le r\u00e9seau d\u2019eau et sur les dispositifs m\u00e9dicaux. Leur pr\u00e9sence permet \u00e0 des germes, parfois pathog\u00e8nes, de r\u00e9sider durant de tr\u00e8s longues p\u00e9riodes, allant jusqu\u2019\u00e0 plusieurs mois, sur des surfaces, formant ainsi des r\u00e9servoirs. Ces derniers constituent des environnements favorables pour le transfert de g\u00e8nes notamment de r\u00e9sistance aux antibiotiques.<\/p>\n

L\u2019importance du r\u00f4le des biofilms comme cause d\u2019infections nosocomiales sur les dispositifs m\u00e9dicaux implant\u00e9s a \u00e9t\u00e9 clairement \u00e9tabli. Cependant, leur impact en tant que r\u00e9servoir de germes pathog\u00e8nes en h\u00f4pital, sur les surfaces inertes et dispositifs m\u00e9dicaux non-implantables, commence seulement \u00e0 \u00eatre r\u00e9ellement investigu\u00e9. Les nombreux cas d\u2019outbreaks aux ERC, Legionella<\/i> ou Pseudomonas<\/i> rapport\u00e9s r\u00e9cemment indiquent que les biofilms peuvent \u00eatre une source importante de contamination des patients. Par cons\u00e9quent, il est crucial de s\u2019attaquer aux biofilms bact\u00e9riens pour r\u00e9duire la persistance des pathog\u00e8nes en milieu hospitalier. De par leur nature fondamentalement diff\u00e9rente des bact\u00e9ries planctoniques, les strat\u00e9gies de lutte contre les biofilms doivent atteindre l\u2019int\u00e9grit\u00e9 du biofilm, notamment sa matrice d\u2019EPS.<\/p>\n

Remerciements<\/b><\/h2>\n

Les auteurs tiennent \u00e0 remercier l\u2019\u00e9quipe d\u2019hygi\u00e8ne hospitali\u00e8re et de gastroent\u00e9rologie du CHU de Li\u00e8ge ainsi que le Prof. Fran\u00e7oise Van Bambeke et le Dr. Wafi Siala du laboratoire de pharmacologie mol\u00e9culaire et cellulaire du Louvain Drug Research Institute \u00e0 l\u2019UCL pour avoir contribu\u00e9 aux donn\u00e9es qui sont pr\u00e9sent\u00e9es dans cet article.\u00a0<\/span><\/p>\n

R\u00e9f\u00e9rences <\/b><\/h2>\n

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70 L\u2019auteur Thomas Van Vanzieleghem travaille \u00e9galement chez OneLife S.A., Avenue Albert Einstein 15, 1348 Louvain-la-Neuve<\/p>\n

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